核電站氣動截止閥常見故障及維修

彭俊杰

（廣東省深圳市大鵬新區大亞灣核電站 中核檢修有限公司，深圳 518124）

氣動截止閥主要由氣動執行機構、閥門本體兩大部分組成，氣動執行機構是它的顯著特征，也是它與其他類型閥門的區別之處，包括氣缸、電磁閥、限位開關、供氣管線等零部件。閥門本體主要由閥座、閥瓣、閥桿、閥蓋以及填料、密封墊片等組成。氣動截止閥的氣缸按照作用方式分為單作用和雙作用兩種。由于大部分氣動截止閥需要具備失氣保護功能，所以其執行機構通常選用單作用氣缸。單作用氣缸使用復位圓柱彈簧（或碟簧組），使其具有失氣自動復位功能，即失氣時氣缸活塞（或隔膜）在碟簧力的作用下恢復到氣缸初始位置（行程的原始位置）。

氣動截止閥使用壓縮空氣作為動力源，大部分閥門采用遠程控制，由主控室手動或根據邏輯信號自動觸發動作指令，電磁閥根據接收到的動作指令信號，向執行機構內進行供氣或排氣，氣體作用在活塞或隔膜上，克服閥門動作的摩擦力和閥桿上的彈簧彈力，從而壓下（對于失氣開閥門）或提起（對于失氣關閥門）閥桿，帶動閥瓣上下動作，使閥門打開或關閉。

1 氣動截止閥在核電站的應用

核電站常用氣動截止閥主要有VELAN、GRISS、江蘇神通等。以某核電站為例，一臺機組安裝有百余臺各類氣動截止閥，其中VELAN閥門安裝140余臺，涉及RIS、RCV、RCP、REN、RPE、ETY、APG、VVP等重要的QSR系統。這些氣動截止閥大部分為安全殼隔離閥，是核電站核級設備最主要的部分，其可靠性和功能完備將直接影響到核安全和各類安全指標。在核島檢修工作中，氣動截止閥大多安裝在空間狹小且有放射性困擾的場所，受空間限制，檢修工作難度增加，無形中使人員受輻射時間增加。

2 氣動截止閥常見故障及維修

2.1 供氣管線壓力表示數不符合相關運行標準

在機組日常運行期間，偶有閥門供氣壓力表示數異常的缺陷發生，造成這類缺陷的原因大致有以下幾類：壓力表本體損壞、供氣管線漏氣、閥門氣缸（隔膜盒、呼吸孔）漏氣、供氣管線過濾器堵塞。

現場發現此類缺陷，應先檢查供氣管線及氣動頭有無漏氣，再檢查過濾器是否有堵塞，最后機械部分排查無異常，則應請儀表人員校驗該壓力表。

2.2 供氣管線接頭漏氣

電站使用儀用壓縮空氣為氣動頭供氣，壓力在經過減壓閥（部分閥門沒有減壓閥）前為8bar，長期運行對供氣管線接頭有一定影響，產生接頭漏氣現象。處理措施通常為先使用檢漏液對閥門供氣管線各接頭進行排查，確認所有漏點后進行緊固處理（緊固前關閉供氣小閥，排出供氣管線殘余氣體）；如果緊固無法消除缺陷，則需打開接頭，檢查修復密封面（注意防異物，必要時使用魔繩）；如遇接頭損壞無法修復則更換接頭。

2.3 閥門限位開關信號異常

閥門限位開關未正確給出閥門狀態信號（即就地或主控閥門指示與現場閥門的實際狀態不符），造成這種現象的原因可能有限位開關位置調節不當，造成壓限位開關的擋板、凸輪或螺桿無法正確壓住限位開關；或閥桿轉動，造成固定在閥桿上壓限位開關的壓板、凸輪或螺桿位置和限位開關錯位，無法正確控制限位開關的動作。出現這種情況可根據現場的實際情況調整限位開關位置、擺臂或壓限位開關的擋板、凸輪、螺桿。動作閥門，對閥門就地BC盒進行信號檢查，判斷限位開關本身是否損壞，如限位開關本身內部微動開關損壞，無法正確反映閥門狀態，這時需要更換限位開關。

2.4 盤根處有結晶或水漬

造成這種現象的原因可能為盤根老化，密封失效；盤根材質選錯；沒有按規定的方法安裝盤根；盤根壓緊力矩隨盤根的磨損而喪失；閥桿或填料函表面有麻點/拉傷等缺陷；針對此類缺陷，對表面結晶或水漬進行清理后校驗閥門盤根力矩，后續進行觀察，如泄露仍存在，則排除盤根壓緊力矩不夠的問題，考慮盤根損壞或閥桿缺陷，后續根據窗口進行解體檢查修復。

2.5 內漏

導致閥門內漏的原因主要分兩類。一是密封面缺陷，如密封面有異物導致密封不嚴，介質長期沖刷導致致密封面有劃痕、凹坑等缺陷。對于此類缺陷，首先請運行開關閥門，對閥門進行沖洗后驗證，如沖洗后仍存在內漏則需解體修復密封面。二是閥門關閉不到位，如氣動頭漏氣、供氣壓力不足、碟簧力不足、中性點設置不正確、閥門盤根力矩過大，這些因素都會影響閥門動作，導致閥瓣落座不到位或落座力不足，無法有效密封。

2.6 中性點設置不正確

運行人員或其他非維修專業人員，根據工作需求手動操作閥門后沒有按正確方式將閥門恢復到中性點位置。如現場存在此類異常，有導致閥門氣動頭損壞危險。

3 維修活動中專用工具的使用及注意事項

3.1 FRATOL試驗工具（氣動兩位閥診斷工具）

FRATOL（FRAMATOME TOOL）工具也稱為氣動兩位閥診斷工具，該工具適用于VELAN氣動截止閥的氣動頭定值設定。它是利用安裝在閥門上的傳感器，連續測量作用于閥門上的力與閥門的位移，通過軟件繪制出閥門“力-位移”曲線圖，在曲線圖上選擇特征點，得出閥門碟簧的性能參數，從而判斷氣動頭的性能，為后續檢修提供依據。

3.2 閥門密封焊切割工具（割刀）

氣動截止閥的閥蓋與閥體大部分是通過密封焊的形式焊接在一起，當需要打開閥蓋進行檢修時，需要使用專用割刀以保證密封焊切割的質量，提高檢修完畢后閥蓋與閥體間唇邊焊接的質量。電站要求閥門盡可能使用專用割刀進行切割，除非現場因空間受限等因素導致割刀無法使用，才允許手鋸鋸開密封焊。

在割刀的使用過程中應注意：選擇合適的刀具配件；先安裝刀架后安裝刀具；檢查刀架卡輪能完整卡住閥門密封焊凸臺，裝好刀架后先試轉一下，確保刀架轉動平穩、無卡澀；裝刀片時要先確定刀口方向；開始切割后要按確定方向轉動，不能倒轉刀具，避免刀具的損壞；切割時進刀不能太快，一次進刀量不能太大，注意控制切割深度，避免損傷閥門本體。

3.3 手輪限位端蓋扳手

由于VELAN閥門結構設計原因，更換隔膜、O環時必須拆卸閥門手輪限位端蓋與配合套筒，人們為此設計加工這一專用工具。各電站均反饋在此項檢修活動中存在一個難點問題，由于閥門首輪限位端蓋與配合套筒連接處有鉚點，使用螺紋鎖固膠緊固，拆卸異常困難且容易咬死。這種情況導致專用扳手損壞率極高。

在該類閥門第一次解體時，首輪限位端蓋螺母通常有三處鉚點，需要使用手槍鉆先將鉚點打磨，注意打磨深度，避免損傷螺紋；閥門出廠時通常在此處螺紋涂抹鎖固膠，為避免螺紋咬死，在拆卸前應使用溫槍加熱螺紋處；使用扳手拆卸螺母時適當噴涂螺紋潤滑劑，切勿蠻力拆卸。

4 結論

氣動截止閥多為核電站一回路的隔離閥，其可靠性和功能的完整性直接影響電站的核安全。本文總結了氣動截止閥的維修經驗和維修技巧，同時介紹了氣動截止閥常見故障的處理措施和專用工具使用的注意事項。這些經驗在實際維修中起到了很好的指導作用，提高了維修的質量和效率，為保障核電站的安全運行做出了貢獻。